專利名稱：流體熱能高效快速傳導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及將兩種流體中的熱能進(jìn)行傳導(dǎo)的裝置，尤其是同時(shí)達(dá)到熱 能傳導(dǎo)高效和熱能傳導(dǎo)快速兩個(gè)目的的熱能傳導(dǎo)裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)熱力學(xué)理論,熱能傳導(dǎo)是從高溫物質(zhì)傳導(dǎo)到低溫物質(zhì)。
在使用相同熱傳導(dǎo)介質(zhì)和熱傳導(dǎo)面積，傳導(dǎo)相等熱能的情況下，高溫物質(zhì)與 低溫物質(zhì)的溫度相差越大，熱能傳導(dǎo)速度越快，所用時(shí)間越短。
在使用相同熱傳導(dǎo)介質(zhì)，高溫物質(zhì)與低溫物質(zhì)的溫度差相同，傳導(dǎo)相等熱 能的情況下，熱傳導(dǎo)面積越大，熱能傳導(dǎo)速度越快，所用時(shí)間越短。
在使用相同熱傳導(dǎo)介質(zhì)和熱傳導(dǎo)面積，高溫物質(zhì)與低溫物質(zhì)的熱傳導(dǎo)前初 始溫度差相同的情況下，在高溫物質(zhì)與低溫物質(zhì)溫度達(dá)到相同之前，熱能傳導(dǎo) 的時(shí)間越長(zhǎng)，傳導(dǎo)的熱能越大，熱能傳導(dǎo)的效率越高。
目前的流體熱能傳導(dǎo)情況 一般釆用為以下兩種方式的裝置
一種是低溫區(qū)流體是靜止?fàn)顟B(tài)，另外一種流體也是靜態(tài)或流動(dòng)狀態(tài)，將 完成熱傳導(dǎo)之后的高溫區(qū)流體排出，更換進(jìn)新的高溫區(qū)流體，當(dāng)?shù)蜏貐^(qū)流體的 溫度達(dá)到使用者所需要的溫度后將該低溫區(qū)流體排出，更換進(jìn)新的低溫區(qū)流體。
另外一種是高溫區(qū)流體與低溫區(qū)流體在熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩側(cè)雖然也有流動(dòng)， 但是高溫區(qū)流體與低溫區(qū)流體的進(jìn)出口方向是相同或者沒有做到方向相反。
兩種類型的裝置都存在這樣的問題高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體進(jìn) 行熱能傳導(dǎo)后，即將高溫流體區(qū)中溫度已經(jīng)有所降低的高溫流體區(qū)流體排出，補(bǔ) 充進(jìn)新的高溫流體區(qū)流體。這種熱傳導(dǎo)方式下，由于完成熱傳導(dǎo)后的高溫流體 區(qū)流體的溫度最低限度也是只與經(jīng)過熱傳導(dǎo)溫度升高后的低溫流體區(qū)流體的溫 度相同，其溫度與熱傳導(dǎo)前的低溫流體區(qū)流體的溫度相比，溫度差還比較大，但 此時(shí)已經(jīng)將該完成熱傳導(dǎo)的高溫流體區(qū)流體排出，這種方式造成高溫流體區(qū)流體的熱能沒有進(jìn)行最大化高效傳導(dǎo)，降低了熱傳導(dǎo)效率。同時(shí)，如果高溫流體區(qū) 所排出的流體不是循環(huán)加熱利用的，還造成熱能浪費(fèi)，增加了高溫流體區(qū)流體 的制熱成本。
現(xiàn)有的流體熱傳導(dǎo)中存在的矛盾提高熱傳導(dǎo)效率與提高熱傳導(dǎo)速度之間
的矛盾。具體體現(xiàn)為
從節(jié)約制熱成本的角度出發(fā)，需要最大限度地提高熱傳導(dǎo)的效率，則需要延 長(zhǎng)熱傳導(dǎo)時(shí)間，這樣卻導(dǎo)致了降低熱傳導(dǎo)的速度。在熱傳導(dǎo)過程中，隨著高溫流 體區(qū)流體通過熱傳導(dǎo)介質(zhì)向低溫流體區(qū)流體傳導(dǎo)熱能，高溫流體區(qū)流體溫度在 不斷降低，向低溫流體區(qū)流體溫度接近，高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體的 溫度差越來(lái)越小，熱傳導(dǎo)的速度越來(lái)越慢，當(dāng)高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體 溫度達(dá)到相同時(shí)，熱傳導(dǎo)停止。也就是如果要提高熱傳導(dǎo)效率，將高溫流體區(qū)流 體的熱能盡可能多的傳導(dǎo)到低溫流體區(qū)流體,就要盡可能的延長(zhǎng)熱傳導(dǎo)的時(shí)間， 直到高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體的溫度相同時(shí)，熱傳導(dǎo)才停止，此時(shí)傳 導(dǎo)的熱能最大，熱傳導(dǎo)效率也就最高，但是熱傳導(dǎo)時(shí)間最長(zhǎng)。
要提高熱傳導(dǎo)的速度，在使用相同的熱傳導(dǎo)介質(zhì)和相同的熱傳導(dǎo)介質(zhì)面積 的情況下，則要提高進(jìn)行熱傳導(dǎo)的兩種物質(zhì)的溫度差，也就要迅速更換排出已 經(jīng)進(jìn)行了部分熱傳導(dǎo)的高溫流體區(qū)流體，補(bǔ)充進(jìn)新的高溫流體區(qū)流體，以保持 高溫流體區(qū)流體溫度與低溫流體區(qū)流體溫度的高溫差。被更換排出的進(jìn)行了部 分熱傳導(dǎo)的高溫流體區(qū)流體，雖然溫度比熱傳導(dǎo)前有所降低，但是相對(duì)于低溫 流體區(qū)流體的溫度，特別是相對(duì)于進(jìn)行熱傳導(dǎo)前的低溫流體區(qū)流體的溫度，還 是比較高溫的，還有大量可以傳導(dǎo)的熱能還沒有進(jìn)行傳導(dǎo)到低溫流體區(qū)流體， 這樣又必然造成了熱傳導(dǎo)效率的降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服提高熱傳導(dǎo)效率與提高熱傳導(dǎo)速度兩者之間矛盾，本實(shí)用新型提 供一種流體熱傳導(dǎo)裝置，該裝置不僅能提高熱傳導(dǎo)的效率，同時(shí)也提高熱傳導(dǎo) 的速度，在非循環(huán)利用高溫流體區(qū)流體的熱傳導(dǎo)中，還可節(jié)省大量的高溫流體區(qū)流體的制熱成本。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是
由熱傳導(dǎo)介質(zhì)將高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體分隔進(jìn)行熱能傳導(dǎo)，并 使得高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體在熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩側(cè)發(fā)生反方向相對(duì)移 動(dòng)，使得高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體在熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩側(cè)產(chǎn)生持續(xù)比較大 的溫差，同時(shí)通過增大熱傳導(dǎo)介質(zhì)面積，達(dá)到了既提高熱傳導(dǎo)效率又提高熱傳 導(dǎo)速度的兩個(gè)目的。通過控制兩種流體或任何一種流體的單位時(shí)間的流量，即 可使得經(jīng)過熱傳導(dǎo)后所排出的低溫流體區(qū)流體達(dá)到使用者需要的設(shè)定需求溫 度
① 通過高溫流體區(qū).:-.:'.______—.'」:.'.:::.,: ::」——'/.':
對(duì)流動(dòng)，可以使得高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體在熱傳導(dǎo)介質(zhì)兩側(cè)產(chǎn)生持 續(xù)比較大的溫差，提高了熱傳導(dǎo)的速度。
② 當(dāng)高溫流體區(qū)流體剛進(jìn)入高溫流體區(qū)入口一端，通過熱傳導(dǎo)介質(zhì)與低溫 流體區(qū)流體進(jìn)行熱傳導(dǎo)時(shí)，由于此時(shí)高溫流體區(qū)流體與低溫流體區(qū)流體的溫度 相差還比較大，熱傳導(dǎo)速度比較快。
③ 在高溫流體區(qū)流體在高溫流體區(qū)入口一端通過熱傳導(dǎo)介質(zhì)與低溫流體區(qū) 流體進(jìn)行熱傳導(dǎo)過程中，在高溫流體區(qū)流體溫度達(dá)到與低溫流體區(qū)流體溫度相 同之前，高溫流體區(qū)流體溫度在不斷下降，熱傳導(dǎo)速度也在不斷變慢。但是， 釆取本實(shí)用新型后，在高溫流體區(qū)入口一端的某一單位體積的高溫流體區(qū)流體 (以下將該單位體積的高溫流體區(qū)流體統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為"t")在向低溫流體區(qū)流體
傳導(dǎo)了部分熱能之后，繼續(xù)向高溫流體區(qū)流體出口端移動(dòng)，由于將t與低溫流體
區(qū)流體隔離的熱傳導(dǎo)介質(zhì)的另一側(cè)流體是離高溫流體區(qū)出口端越近溫度越低的
低溫流體區(qū)流體，在t向高溫流體區(qū)流體出口端移動(dòng)的過程中，雖然t在不斷的
與熱傳導(dǎo)介質(zhì)另一側(cè)的低溫流體區(qū)流體進(jìn)行熱能傳導(dǎo)而溫度在不斷下降，但是 由于t每移動(dòng)到下一個(gè)位置時(shí)，t所在新位置的熱傳導(dǎo)介質(zhì)另一側(cè)的流體都是比t
移動(dòng)前的位置另一側(cè)溫度更低的低溫流體區(qū)流體，這樣可以使得t在移動(dòng)過程中
目
生
惻
兩
質(zhì)
導(dǎo)
熱
體
與
體的每一個(gè)新位置上，都始終與熱傳導(dǎo)介質(zhì)的另一側(cè)的低溫流體區(qū)流體保持比較 大的溫差，熱傳導(dǎo)速度仍然比較快。
當(dāng)T即將移動(dòng)越靠近高溫流體區(qū)流體出口處時(shí)，此時(shí)T的溫度越低，甚至有
可能比高溫流體區(qū)入口熱傳導(dǎo)介質(zhì)另一側(cè)已經(jīng)完成熱傳導(dǎo)的低溫流體區(qū)流體的
溫度還低，如果沒有采取本實(shí)用新型，T此時(shí)已經(jīng)不可能向低溫流體區(qū)流體進(jìn)行 熱傳導(dǎo)。但是，由于使用本實(shí)用新型，雖然此時(shí)T的溫度雖然已經(jīng)較低，但是仍 然比低溫流體區(qū)流體入口處的低溫流體區(qū)流體的溫度高，還可以進(jìn)行熱傳導(dǎo)。 ④如此類推， 一直到T經(jīng)過本實(shí)用新型進(jìn)行熱傳導(dǎo)后，到高溫流體區(qū)流體出
流體的溫度已經(jīng)接近或相同，極大提高了熱傳導(dǎo)效率，同時(shí)也提高了熱傳導(dǎo)速 度。
完成熱傳導(dǎo)并達(dá)到所需要的溫度后的低溫流體區(qū)流體，從高溫流體區(qū)流體 入口端熱傳導(dǎo)介質(zhì)另 一側(cè)的低溫流體區(qū)排出。需要補(bǔ)充進(jìn)低溫流體區(qū)進(jìn)行熱傳 導(dǎo)的低溫流體區(qū)流體從高溫流體區(qū)流體出口端熱傳導(dǎo)介質(zhì)另 一側(cè)進(jìn)入。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)由使用熱傳導(dǎo)介質(zhì)制作成的熱交換管件和流體容器兩部分 組成。安裝在流體容器內(nèi)的熱交換管件的進(jìn)口、出口與流體容器的進(jìn)口、出口 方向相反。將熱傳導(dǎo)介質(zhì)分別制作成一組或多組的直管狀、彎管狀、螺旋管狀， 其中管的橫截面可以是圓型、正方形、長(zhǎng)方形、正多邊型或星型，以增大熱傳 導(dǎo)的面積，進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)效率。容納流體的容器根據(jù)使用者的安裝場(chǎng)地等 要求，可以制作成正方形、長(zhǎng)方形、圓柱型。
本實(shí)用新型的有益效果是克服了提高熱傳導(dǎo)效率和提高熱傳導(dǎo)速度兩者 之間的矛盾，并快速獲得了使用者所期望熱傳導(dǎo)完成后的低溫流體區(qū)流體的溫 度。由熱傳導(dǎo)介質(zhì)將兩種要進(jìn)行熱能傳遞交換的流體隔離，該兩種流體在管件 內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)行反方向連續(xù)性或間歇性相對(duì)移動(dòng)，使得該兩種需要進(jìn)行熱能傳導(dǎo) 的流體之間持續(xù)保持比較大的溫差，達(dá)到提高熱能傳導(dǎo)效率的同時(shí)提高熱能傳 導(dǎo)速度。特別是，如果高溫流體區(qū)所排出的流體不是循環(huán)加熱利用的情況下，
6則通過本實(shí)用新型，可以充分并高速地利用了高溫流體區(qū)流體的熱能，大幅度
降低了高溫流體區(qū)流體的制熱成本，還可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖l是本實(shí)用新型的正面剖視圖。
圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。 圖3是


圖1的I-I視圖。
圖中所示，l.熱交換管件，2.流體容器，3.流體容器出口， 4.流體容器進(jìn) 口， 5.管件進(jìn)口， 6.管件出口。
具體實(shí)施方式
該裝置由使用熱傳導(dǎo)介質(zhì)制作成的熱交換管件和流體容器兩部分組成。 管件1安裝在流體容器2內(nèi)部，管件進(jìn)出口5、 6分別開在容器兩端，與流 體容器2的進(jìn)出口 3、 4方向相反。根據(jù)使用者的安裝場(chǎng)地等要求，管件l可以 分別制作成一組或多組的直管、彎管、螺旋管等，其中管的橫截面可以是圓型、 正方形、長(zhǎng)方形、正多邊型、星型等。容納其中一種流體的容器2可以制作成 正方形、長(zhǎng)方形、圓柱型等，容器除了進(jìn)出口以外，可以制作成封閉式，也可以 制作成敞開式。
由熱傳導(dǎo)介質(zhì)制作的管件1安裝在流體容器2內(nèi)，其連接方式可以為以下任 何一種方式或同時(shí)使用兩種以上方式
① 焊接；
② 使用可以承受高溫區(qū)流體溫度并耐兩種要進(jìn)行熱傳導(dǎo)流體腐蝕的密封緊 固件進(jìn)行連接并密封緊固。
工作時(shí)， 一種流體從流體容器進(jìn)口4進(jìn)入流體容器2內(nèi)，從流體容器出口3排 除，另外一種流體從管件進(jìn)口5進(jìn)入熱交換管件1內(nèi)，從管件出口6排出，由于管 件1與流體容器2的進(jìn)出口方向相反，造成要進(jìn)行熱傳導(dǎo)的兩種流體在由熱傳導(dǎo) 介質(zhì)制作的管件1的內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)行間歇性或連續(xù)性相對(duì)移動(dòng)，使得該兩種需要進(jìn)行熱能傳導(dǎo)的流體之間持續(xù)保持比較大的溫差，可以達(dá)到提高熱能傳導(dǎo)效率的 同時(shí)提高熱能傳導(dǎo)速度。
權(quán)利要求1、一種流體熱能高效快速傳導(dǎo)裝置，包括容器及熱交換管，其特征是安裝在流體容器(2)內(nèi)的熱交換管件(1)的進(jìn)口(5)、出口(6)與流體容器(2)的進(jìn)口(4)、出口(3)方向相反。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體熱能高效快速傳導(dǎo)裝置，其特征是管件(1) 制作成一組或多組的直管、彎管或螺旋管，其中管件的橫截面釆用圓型、正方 形、長(zhǎng)方形、正多邊型或星型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體熱能高效快速傳導(dǎo)裝置，其特征是流體容 器(2)制作成正方形、長(zhǎng)方形或圓柱型，除了進(jìn)出口以外，制作成封閉式或敞 開式。
專利摘要一種用于兩種流體熱能高效快速傳導(dǎo)裝置，由使用熱傳導(dǎo)介質(zhì)制作成的管件和液體容器兩部分組成，安裝在流體容器內(nèi)的熱交換管件的進(jìn)、出口與流體容器的進(jìn)、出口方向相反。管件制作成一組或多組的直管、彎管或螺旋管，其中管件的橫截面采用圓型、正方形、長(zhǎng)方形、正多邊型或星型。流體容器制作成正方形、長(zhǎng)方形或圓柱型，除了進(jìn)出口以外，制作成封閉式或敞開式。由熱傳導(dǎo)介質(zhì)將兩種要進(jìn)行熱能傳遞交換的流體隔離，該兩種流體在管件內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)行反方向連續(xù)性或間歇性相對(duì)移動(dòng)，使得該兩種需要進(jìn)行熱能傳導(dǎo)的流體之間持續(xù)保持比較大的溫差，達(dá)到提高熱能傳導(dǎo)效率的同時(shí)提高熱能傳導(dǎo)速度。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201377999SQ20092014049
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者李癸源 申請(qǐng)人:李癸源